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第1课 似曾相识——遇见Python
1.1 初遇 Python
从这里开始，我们将学习一门新的编程语言——Python，它将为我们在计算机世界搭起一座通向人工智能的桥梁。
Python 在英文中是大蟒蛇的意思，英语发音/'paiQan/，美语发音/'pai0a：n/，国内用户多读作“派森“。如图1-1所示，由一蓝一黄缠绕在一起的两条蟒蛇构成了 Python 语言的最新 Logo 图案。
在生活中，人们使用汉语、英语、法语、德语、日语等不同的语言跟不同国家的人进行交流。在使用计算机时，人们不能直接使用英语等人类的语言和计算机交流，而是使用编程语言( Programming Language )将人们的想法编写成程序，再通过执行程序控制计算机去解决各种问题。在计算机世界有着数量众多的编程语言，Python 就是其中一种简单易学的编程语言。在实际应用中，Python 被广泛用于人工智能、云计算、科学运算、Web开发、网络爬虫、系统运维、图形GUI、金融量化投资等众多领域。
Python 拥有强大的功能，并且易于学习和使用。一般来说，初学者经过数周的学习，就能够掌握基本的 Python 编程。通过学习，初学者将能够逐步掌握使用 Python 语言编程解决常见的数学问题、绘制美丽的图画、编写有趣的游戏，以及编写简单的人工智能应用程序等。本门课程通过丰富多彩的案例项目，让初学者在学习 Python 编程的过程中充满乐趣，部分案例项目的效果如图1-2所示。
1.2 从 Scratch 到 Python
在青少年编程教育领域，以 MIT Scratc 为代表的图形化编程语言适合作为中小学生编程教育的入门语言。通过学习 Scratch 掌握基木的编程思想之后，就可以继续学习具备完整编程特性的Python语言。
图1-3分别展示了使用 Scratch 和 Python 两种语言编写的计算圆面积的程序代码。程序的逻辑比较简单，先由用户输入圆的半径，然后利用公式计算出圆的面积，再输岀结果。对比图中用英文描述的 Scratch 程序和 Python 程序，让人有一种似曾相识的感觉。同时可以看到 Python 代码更为简洁，更接近数学语言。
Scratch 编程以鼠标操作为主，编程者通过将不同功能的指令积木拖动到脚木区，并按照一定的逻辑关系拼接在一起，就组成了可以运行的程序。这种编程方式能够避免语法错误，使编程者专注于思考编程逻辑。
Python 编程以键盘操作为主，编程者需要记忆一些 Python 语言的关键字（Keywords）、语法规则等，在编程时按照规定的语法格式输入不同的指令语句，并以一定的逻辑关系组织在一起，从而得到能够执行的程序。对于初学者来说，在开始学习 Python 编程的儿周之内，由于录入错误(如单同拼写错误、全角和半角符号混用、没有匹配引号和括号等)会频繁遇到语法错误。但是，在坚持一段时间并熟悉Python的编程方式之后，这种语法错误就会显著地减少。
建议初学者先学习 Scratch 编程，在掌握基木的编程思想之后，再转向 Python 编程，学习曲线会比较平缓①。
由于 Python 编程使用的是英文关键字，程序代码与英语比较接近，学过 Scratch 的编程者可以在 Scratch 软件中切换到英文界面下体验和熟悉在英文环境中编写程序，这对于学习 Python 编程会有很大帮助。
1.3 安装 Python 软件
Python 是一种跨平台的编程语言，用它编写的程序能够运行于 Windows、Mac OS 和 Linux 等不同的操作系统。在 Python 官方网站(www.python, org)可以下载各个版本的 Python 软件。
Python语言分为Python 2 和Python 3 两大分支版本，彼此之间并不兼容。由于 Python 官方团队已经在 2020 年终止对 Python 2 的支持，因此，选择学习 Python 3 才是明智之举。
本教程所采用的，Python 3 的版本是v3.7.l。下面介绍在 Windows 10 操作系统下安装 Python 3.7.1软件，具体步骤如下：
打开 WEB 浏览器访问 https://www.python.org/downloads/windows/ ，一般就下载 executable installer，x86 表示是 32 位机子的，x86-64 表示 64 位机子的。
注意：在你阅读本教程时，图1-4中的下载按钮可能已经更新为下载最新版本的 Python 软件。你可以选择下载最新版本的 Python 软件，并参照这个安装步骤进行操作。你也可以在 Python 下载页面的 Python 发行版列表中找到对应的 Python 版本，然后进行安装。在 Windows 下载目录中双击 python-3.7.1.exe 文件启动 python 安装程序。
在 python 安装程序中勾选 Add Python 3.7 to PATH，在单击Install Now 按钮开始安装程序。
由于每个人使用的操作系统不同，系统环境复杂，可能在安装Python软件时会遇到 一些预想不到的问题。如果按照前面介绍的安装步骤无法完成Python软件的安装，那么 请访问微信公众号“小海豚科学馆”并发送消息“安装python”，就能获取详细的Python 3 软件安装文档。按照此文档进行操作，将会成功在自己的操作系统(Windows.Mac OS或 Linux)中安装Python 3软件，之后就可以开始 Python 的趣味编程之旅了。
1.4 学习 Python 语言关键字
对于未学过任何编程语言，或者只学过 Scratch 的人来说，Python 无疑是一个充满神秘气息的编程王国。在进入这个令人向往的神秘王国之前，让我们先来简单了解一下这个王国使用的语言。
Python 是一门简单易学的编程语言，使用一种类似英语的语法。编程者只需要掌握为数不多的几十个英文单词，就可以使用 Python 语言编写程序。
在 Python 3中共有33个关键字，表1-1列出了木书用到的部分关键字，只要掌握了这些关键字，就能够编写 Python 程序。除此之外，在编写程序代码时，还需要使用一些英文单词来命名变量。当然，如果觉得使用英文有困难，暂时使用拼音来命名变量也是可以的，并不影响程序的执行。
| 序号 | 关键字 | 读 音 | 代码含义 |
|---|---|---|---|
| 1 | if | 英［if］美词 | 如果 |
| 2 | else | 英［els］美［els］ | 否则 |
| 3 | while | 英［wail］ 美［hwail, wail］ | while型循环 |
| 4 | for | 英［＞(「)］美［for,fa］ | for型循环 |
| 5 | and | 英［and］ 美 ”nd, on,氏nd］ | 逻辑与运算符 |
| 6 | or | 英 Loi(r)］美［or］ | 逻辑或运算符 |
| 7 | not | 英［not］美［ncirt］ | 逻辑非运算符 |
| 8 | True | 英［tru：］ 美［tru：］ | 真，布尔类型，首字母大写 |
| 9 | False | 英［fo：ls］美［foils］ | 假，布尔类型，首字母大写 |
| 10 | None | 英［nAn］美［nAn］ | 空值，一种数据类型，首字母大写 |
| 11 | continue | 英 ［kan'tmju：］ 美 ［kon'tinju］ | 跳出本次循环，继续下一轮循环 |
| 12 | break | 英［breik］美［brek］ | 跳出整个循环 |
| 13 | pass | 英［pais］ 美［p必］ | 空语句，不做任何事情 |
| 14 | def | 英［def］美［def］ | define的缩写，定义一个函数 |
| 15 | return | 英［ri't3：n］ 美［ri't3：rn］ | 返回语句，退出def语句块 |
| 16 | global | 英 E'glaubl］美 E'gloubl］ | 声明全局变量 |
| 17 | class | 英［kla：s］美［k辰s］ | 定义一个类 |
| 18 | import | 英［'import］ 美 pimp□:rt］ | 导入模块 |
| 19 | from | 英［from］美［frAm］ | 与import配合导入模块 |
在编程教育日趋普及的潮流之下，中小学生接触的第一门编程语言通常是图形化的 Scratch，要过渡到 Python 这类使用英文代码进行编程的高级语言会面临较大的困难。在编程过程中，不仅编写代码要使用英文，而且在调试程序时也会出现各种英文提示信息。此外，各种开发资料或者开发工具可能只有英文版而没有中文版。
总之，在学习Python编程的过程中，需要面对各种挑战。清代彭端淑在《为学》中说: “天下事有难易乎？为之，则难者亦易矣；不为，则易者亦难矣。人之为学有难易乎？学之，则难者亦易矣；不学，则易者亦难矣。”只要我们迎难而上战胜困难，就能看到编程世界中的美丽风景。
打开链接，练习一下吧。